CN203923188U - 好氧发酵罐 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种好氧发酵罐，包括发酵罐本体和设于发酵罐本体内的机械搅拌器，还包括射流搅拌装置，所述射流搅拌装置包括射流混合器、空气压缩机、过滤除菌器和流量计，所述射流混合器设于发酵罐本体内部下方、且通过管道和设于发酵罐本体外侧的流量计、过滤除菌器和空气压缩机依次串联；通过在发酵罐内设置位于机械搅拌器正下方的射流混合器，在给射流混合器内通入高压空气以后，发酵罐内的液体从射流管的液体入口循环进入，在高压空气的作用下形成射流，形成射流搅拌，同时在射流过程中形成气泡，气泡在液体内上升，机械搅拌器的叶片将气泡打碎，气泡破碎过程中既可以使更多的氧溶入液体内，还可以形成进一步搅拌，提高溶氧速率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种好氧发酵罐。
背景技术
好氧发酵罐是抗生素、谷氨酸、柠檬酸、酵母等发酵工业生产的关键设备。由于好氧微生物的呼吸、基质的氧化所需要的氧是液相中溶解的氧,因此在好氧发酵过程中氧的气液传质十分重要,在发酵过程中需要将空气不断通入发酵液中,以供微生物所消耗的氧。微生物群的摄氧量很大,通常为10-50×103mol/(L·h),但氧在发酵液中的溶解度却很低,在1.013×105Pa、25℃下,空气中氧在发酵液中的饱和溶解度仅为0.2×103mol/L,溶氧不足会严重影响微生物的呼吸代谢。要维持正常呼吸代谢必须迅速补充培养液中的溶解氧,因此氧溶解速度成为好氧发酵过程的限制因素。一个良好的好氧发酵罐除了应具备结构、操作等方面的优点外,主要还应具有空气中的氧利用率高、能耗低、单位容积生产能力大等特点。要提高发酵罐的生产能力、氧利用率、降低能耗都必须依靠提高溶氧速率来实现。目前我国普遍采用的标准式机械搅拌通风发酵罐是采用加大通风量、加强搅拌的方法以达到提高溶氧系数Kla的目的。其氧利用率低、能耗高,且随着高产菌株的不断使用,传统发酵罐已难以满足对溶氧速率愈来愈高的要求。因此，开发研究高溶氧速率、低能耗的新型发酵罐很有必要。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种好氧发酵罐，通过在发酵罐底部设置射流混合器，并使用空气压缩机为射流混合器提供经过过滤和除菌的高压空气，从而在发酵罐内形成射流搅拌，大大提高溶氧系数，还能降低功耗。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种好氧发酵罐，包括发酵罐本体和设于发酵罐本体内的机械搅拌器，还包括射流搅拌装置，所述射流搅拌装置包括射流混合器、空气压缩机、过滤除菌器和流量计，所述射流混合器设于发酵罐本体内部下方、且通过管道和设于发酵罐本体外侧的流量计、过滤除菌器和空气压缩机依次串联，所述射流混合器包括固定设于发酵罐本体内壁上的环状主管和绕发酵罐本体轴线均匀布设于环状主管上的至少两套竖向射流管，所述环状主管的轴线与发酵罐本体轴线重合。
所述射流混合器位于机械搅拌器正下方，所述机械搅拌器包括设于发酵罐上方的驱动电机、竖向穿入发酵罐内部的搅拌轴和固定设于搅拌轴下端的一组叶片，所述搅拌轴与发酵罐本体之间设置轴承、且密封连接，所述搅拌轴上端借助于减速器与驱动电机连接。
所述发酵罐本体上部设有进料口和排气口，其下部设有放料口。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过在发酵罐内设置位于机械搅拌器正下方的射流混合器，在给射流混合器内通入高压空气以后，发酵罐内的液体从射流管的液体入口循环进入，在高压空气的作用下形成射流，形成射流搅拌，还可以使液体充分与空气接触，增大溶氧量，同时在射流过程中形成气泡，气泡在液体内上升，当上升的气泡遇到上部的机械搅拌器后，机械搅拌器的叶片将气泡打碎，气泡破碎过程中既可以使更多的氧溶入液体内，还可以形成进一步搅拌，提高溶氧速率。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型射流管工作原理示意图；
在附图中：1、流量计；2、过滤除菌器；3、空气压缩机；4、机械搅拌器；5、射流混合器；6、发酵罐本体；7、气泡；8、射流管；9、进料口；10、排气口；11、放料口；12、空气进口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
目前我国普遍采用的标准式机械搅拌通风发酵罐是采用加大通风量、加强搅拌的方法以达到提高溶氧系数Kla的目的。其氧利用率低、能耗高,且随着高产菌株的不断使用,传统发酵罐已难以满足对溶氧速率愈来愈高的要求，为此，本实用新型提供一种如图1-2所示的好氧发酵罐，其包括发酵罐本体6和设于发酵罐本体6内的机械搅拌器4，还包括射流搅拌装置，所述射流搅拌装置包括射流混合器5、空气压缩机3、过滤除菌器2和流量计1，所述射流混合器5设于发酵罐本体6内部下方、且通过管道和设于发酵罐本体6外侧的流量计1、过滤除菌器2和空气压缩机3依次串联，所述射流混合器5包括固定设于发酵罐本体6内壁上的环状主管和绕发酵罐本体6轴线均匀布设于环状主管上的至少两套竖向射流管8，所述环状主管的轴线与发酵罐本体6轴线重合，由于进入发酵罐内的空气是为液体提供氧气资源，为了不影响内部发酵环境，进入内部的空气必须经过过滤和除菌。
所述射流混合器5位于机械搅拌器4正下方，所述机械搅拌器4包括设于发酵罐上方的驱动电机、竖向穿入发酵罐内部的搅拌轴和固定设于搅拌轴下端的一组叶片，所述搅拌轴与发酵罐本体6之间设置轴承、且密封连接，所述搅拌轴上端借助于减速器与驱动电机连接，所述发酵罐本体6上部设有进料口9和排气口10，其下部设有放料口11，进入发酵罐内的空气中一部分氧气溶入液体，残留气体形成气泡上升至发酵罐顶部空间内后从排气口直接排出。
本实用新型通过在发酵罐内设置位于机械搅拌器正下方的射流混合器，在给射流混合器内通入高压空气以后，发酵罐内的液体从射流管的液体入口循环进入，在高压空气的作用下形成射流，形成射流搅拌（参见附图2），还可以使液体充分与空气接触，增大溶氧量，同时在射流过程中形成气泡，气泡在液体内上升，当上升的气泡遇到上部的机械搅拌器后，机械搅拌器的叶片将气泡打碎，气泡破碎过程中既可以使更多的氧溶入液体内，还可以形成进一步搅拌，提高溶氧速率。
另外一方面，本实用新型的机械搅拌器只设置一级，只在液体上部进行机械搅拌，同时打碎所形成的气泡，改善溶氧率。
Claims (3)
1.一种好氧发酵罐，包括发酵罐本体（6）和设于发酵罐本体（6）内的机械搅拌器（4），其特征在于：还包括射流搅拌装置，所述射流搅拌装置包括射流混合器（5）、空气压缩机（3）、过滤除菌器（2）和流量计（1），所述射流混合器（5）设于发酵罐本体（6）内部下方、且通过管道和设于发酵罐本体（6）外侧的流量计（1）、过滤除菌器（2）和空气压缩机（3）依次串联，所述射流混合器（5）包括固定设于发酵罐本体（6）内壁上的环状主管和绕发酵罐本体（6）轴线均匀布设于环状主管上的至少两套竖向射流管（8），所述环状主管的轴线与发酵罐本体（6）轴线重合。
2.根据权利要求1所述的好氧发酵罐，其特征在于：所述射流混合器（5）位于机械搅拌器（4）正下方，所述机械搅拌器（4）包括设于发酵罐上方的驱动电机、竖向穿入发酵罐内部的搅拌轴和固定设于搅拌轴下端的一组叶片，所述搅拌轴与发酵罐本体（6）之间设置轴承、且密封连接，所述搅拌轴上端借助于减速器与驱动电机连接。
3.根据权利要求2所述的好氧发酵罐，其特征在于：所述发酵罐本体（6）上部设有进料口（9）和排气口（10），其下部设有放料口（11）。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022082617A1 (zh) * | 2020-10-21 | 2022-04-28 | 南京延长反应技术研究院有限公司 | 一种柠檬酸发酵系统及其发酵方法 |
| CN116396855A (zh) * | 2023-05-15 | 2023-07-07 | 南京工业大学 | 一种基于射流旋转搅拌的生物发酵反应器及方法 |
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2014
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|---|---|---|---|---|
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| CN116396855B (zh) * | 2023-05-15 | 2024-05-07 | 南京工业大学 | 一种基于射流旋转搅拌的生物发酵反应器及方法 |
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